Статья по теме: Зависимости динамического

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Скачать полный текст

На рис. 1.3 представлены кривые температурной зависимости динамического модуля и tg б полимеров на основе 3,4-эпокси-циклогексилметил-3',4'-эпоксициклогексанкарбоксилата и диановой смолы типа ЭД-22, отвержденных метилтетрагидрофталевым ангидридом [19]. Можно видеть, что полимер на основе алициклической смолы сохраняет стабильность механических свойств в значительно более широком интервале температур, так как его Т с почти на 80°С выше, чем у дианового полимера. В рассматриваемом интервале температур первый из этих полимеров в стеклообразном состоянии имеет два четко выраженных релаксационных перехода, а второй — один. Это свидетельствует о различной молекулярной подвижности малых кинетических единиц ниже Г с полимера и еще раз подтверждает чувствительность релаксационных методов к изменению строения молекул исходных эпоксидных соединений.[4, С.21]

Различие между Тс и Тм отчетливо проявляется на температурной зависимости динамического модуля Юнга (рис. 2.6). Ниже Т0 полимер находится в стеклообразном состоянии и температурная зависимость lg? слабо выражена, как и у любого твердого тела. Выше Тс наблюдается более резкая зависимость логарифма модуля упругости от температуры в связи с тем, что в структурно-жидком состоянии структура полимера непрерывно изменяется с температурой. При дальнейшем увеличении температуры в области, где время релаксации снижается до величин, сравнимых с периодом колебаний, в полимерах проявляется высокоэластическая деформация. Амплитуда деформации полимера с увеличением температуры возрастает до тех пор, пока не достигнет предельного значения, а модуль — весьма низкого значения (например, для полимеров модуль одноосного сжатия в стеклообразном состоянии Е0 примерно в 103—104 раз больше, чем соответствующий модуль в высокоэластическом состоянии).[2, С.43]

Температуры структурного стеклования Т0 и механического стеклования Гм. с независимы между собой, так как первая определяется скоростью охлаждения, а вторая — временным режимом механического воздействия (периода действия силы 0, частоты упругих колебаний v). Различие между Тс и Гм.с четко наблюдалось, например, при изучении температурной зависимости динамического модуля сдвига G или модуля одноосного сжатия Е. Характерная зависимость IgE от температуры для полимера приведена на рис. II. 11. Ниже Тс полимер находится в стеклообразном состоянии и температурная зависимость lg? слабо выражена, как и у любого твердого тела вообще. Выше Тс логарифм модуля упругости изменяется с температурой несколько сильнее в связи С тем, что в структурно-жидком состоянии структура полимера изменяется с изменением температуры. При дальнейшем увеличении температуры, когда время релаксации снижается до величин, сравнимых с периодом колебаний, начинает возникать высокоэла-бтичёская деформация. С дальнейшим увеличением температуры амплитуда деформации полимера возрастает до предельного значения, а модуль упругости падает до весьма низкого значения (модуля высокоэластичности). Для полимеров модуль одноосного сжатия в стеклообразном состоянии ?0 примерно в 103—104 раз больше, чем 'соответствующий модуль Ех в высокоэластическом состоянии.[1, С.96]

Если .проводить измерения на постоянной частоте в очень широком интервале температур, то можно выявить все свойственные данному полимеру релаксационные процессы, обусловленные различными видами молекулярной подвижности, которые могут быть реализованы в полимере. Проявление каждого нового вида молекулярной подвижности, приводящее к существенным изменениям на температурной зависимости динамических механических свойств, обычно трактуют как температурный переход. Температурные переходы могут определяться по максимумам на температурной зависимости модуля или податливости потерь, tg6, по изменению температурного коэффициента скорости звука [4], по точке перегиба на температурной зависимости динамического модуля упругости.[6, С.260]

Выше уже упоминалось, что модуль упругости изменяется при изменении скорости деформации испытываемого образца и что это вытекает из временной зависимости деформации от напряжения. Если напряжение изменяется периодически с относительно малой амплитудой и если известно, как деформация отстает от напряжения, то можно вычислить динамический модуль упругости G и коэффициент механических потерь tg б, который характеризует способность материала поглощать колебания. Динамический модуль упругости возрастает с повышением частоты синусоидального напряжения, а коэффициент потерь обычно проходит через несколько областей, в которых материал обнаруживает максимальное поглощение колебаний. Эти характеристические частоты соответствуют частотам отдельных атомных групп в цепи. Определение зависимости динамического модуля упругости и коэффициента механических потерь от температуры в диапазоне от очень низкой до близкой к температуре плавления полимера дает представление о температурном интервале, в котором наблюдается увеличение подвижности характеристических групп макромолекул, сопровождаемое заметными изменениями свойств полимера. Этот метод,[3, С.107]

Рис. 3. Температурные зависимости динамического модуля Е и фактора механических потерь tg б частично-кристаллических полимеров: полиэтилена низкого давления и полиэтилена высокого давления.[7, С.565]

Рис. 4. Температурные зависимости динамического модуля Е и фактора механических потерь tg 6 фенол-формальде-гидной смолы с гексаметилентетрамином в качестве ускорителя отверждения.[7, С.565]

Рис, 5. Температурные зависимости динамического модуля Е и фактора механических потерь tg 6 фенол-формальдегидной смолы, отвержденной при 150° С в течение 50 минут.[7, С.567]

Таким образом, эффект аномальной зависимости динамического модуля упругости от концентрации узлов сетки для густосетчатых полимеров в стеклообразном состоянии следует связывать именно с ослаблением межмолекулярного взаимодействия цепей при увеличении концентрации узлов сетки выше некоторого предела, характерного для каждого класса сетчатых полимеров. Очевидно, этот предел будет тем ниже, чем более прочные связи образуются при межмолекулярном взаимодействии.[9, С.156]

Следует еще упомянуть о так называемой аномальной зависимости динамического модуля упругости от концентрации узлов сетки, на которую впервые обратил внимание Перепечко [127]. В стеклообразном состоянии иногда имеет место ситуация, когда полимер с большей концентрацией узлов имеет динамический модуль упругости более высокий, чем тот же полимер с меньшей концентрацией узлов, что обычно связывают с затрудненностью межмолекулярного взаимодействия при увеличении концентрации узлов [24,127]. Однако это объяснение недостаточно для понимания поведения динамического модуля упругости ниже Tg. В некоторых случаях имеет место инверсия зависимости G— Т не только после а-перехода, но и после ^-перехода [21, 107], при этом в низкотемпературной области (<Гр) она снова становится «нормальной» (рис. 37). Очевидно, что объяснение этим явлениям следует искать в конкретном механизме ее- и (3-переходов в сетчатом полимере и их зависимости от концентрации узлов сетки.[9, С.235]

Параметр \\ характеризует ширину «-перехода в эмпирическом уравнении Тобольского для зависимости динамического модуля от частоты в области перехода из стеклообразного в высокоэластическое состояние:[9, С.212]

... отрезано, скачайте архив с полным текстом ! Полный текст статьи здесь